Ротационный привод задан в терминах магнитного потока
Simscape / Электрический / Электромеханический / Мехатронные Приводы
Блок FEM-Parameterized Rotary Actuator реализует модель ротационного привода, заданного в терминах магнитного потока. Используйте этот блок, чтобы смоделировать пользовательские ротационные приводы и двигатели, где магнитный поток зависит и от угла ротора и от текущий. Вы параметрируете блок с помощью данных из стороннего пакета Магнитного конечного элемента (FEM).
Блок имеет две опции для электрического уравнения. Первое, Define in terms of dPhi(i,theta)/dtheta and dPhi(i,theta)/di, задает ток в терминах частных производных магнитного потока (Φ) относительно угла ротора (θ) и текущий (i), уравнения, для которых:
Вторая опция, Define in terms of Phi(i,theta), задает напряжение через компонент непосредственно в терминах потока, уравнения, для которого:
Численно, определение электрического уравнения в терминах частных производных потока лучше, потому что коэффициент противо-ЭДС является кусочно-непрерывным. Если использование потока непосредственно, использование более прекрасного размера сетки для текущего и положения улучшат результаты, как будет, выбирая кубический или интерполяция сплайна.
В обоих случаях вы имеете опцию или к непосредственно задаете крутящий момент в зависимости от текущего и угла ротора, при помощи параметра Torque matrix, T(i,theta), или имеете блок, автоматически вычисляют матрицу крутящего момента.
При вводе электромагнитных данных о крутящем моменте непосредственно, можно или использовать данные, снабженные конечным элементом магнитный пакет (который вы раньше определяли поток), или вычислите крутящий момент от потока следующим уравнением:
Смотрите Соленоид, Параметрированный с моделью Данных в качестве примера FEM для примера того, как реализовать этот тип интегрирования в MATLAB®.
В качестве альтернативы блок может автоматически вычислить матрицу крутящего момента от информации о потоке, которую вы предоставляете. Чтобы выбрать эту опцию, установите параметр Calculate torque matrix? на Yes. Матричное вычисление крутящего момента происходит при инициализации модели на основе текущей информации о потокосцеплении блока. Крутящий момент вычисляется путем числовой интеграции скорости изменения потокосцепления относительно угла по току, согласно предыдущему уравнению. Если параметр Electrical model устанавливается на Define in terms of Phi(i,theta), затем блок должен сначала оценить значение параметров Flux partial derivative wrt angle, Phi(i,theta)/dtheta из данных о потокосцеплении. При выполнении этого блок использует метод интерполяции, заданный параметром Interpolation method. Как правило, Smooth опция является самой точной, но Linear опция является самой устойчивой.
Можно задать Φ и его частные производные для только положительных, или положительных и отрицательных токов. При определении для только положительных токов затем блок принимает что Φ (–i, x), = –Φ (i, x). Поэтому, если текущий вектор положителен только:
Первое текущее значение должно быть нулем.
Поток, соответствующий, чтобы обнулить текущий, должен быть нулем.
Частная производная потока относительно угла ротора должна быть нулем для нулевого тока.
Чтобы смоделировать ротационный двигатель с повторным шаблоном потока, установите параметр Flux dependence on displacement на Cyclic. При выбирании этой опции крутящий момент и поток (или крутящий момент и частные производные потока в зависимости от выбранной опции) должны иметь идентичные первые и последние столбцы.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и отсоединяет параметры Thermal Port и Temperature Dependence.
Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты медных потерь сопротивления, которые преобразовывают электроэнергию в теплоту. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и на Temperature Dependence и параметрах Thermal Port, смотрите Термальные эффекты Симуляции во Вращательных и Поступательных Приводах.
Необходимо предоставить непротиворечивое множество данных о потоке и крутящего момента. Нет никакой проверки, чтобы гарантировать, что матрица крутящего момента сопоставима с данными о потоке.
При управлении блоком FEM-Parameterized Rotary Actuator через серийный индуктор вы, возможно, должны включать параллельную проводимость в компонент индуктора.
FEM-Parameterized Linear Actuator | FEM-Parameterized PMSM | Solenoid
